降血脂胡椒碱类化合物的筛选及药理学活性研究

Cardiovascular disease caused by atherosclerosis (AS) is the leading cause of deaths in China. It is generally believed that the occurrence of AS is directly related to elevated blood lipid levels. Studies have shown that increased cholesterol efflux by ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) is an effective way to lower blood lipids and inhibit the development of AS. Earlier studies have found that piperine has increased cholesterol efflux and upregulated ABCA1 protein level, but the effect is weak with EC50 at 37μM. Further studies found that piperine derivative P3089 (EC50 at 1μM) had better hypolipidemic effect than piperine and upregulated ABCA1 protein level significantly. Based on these results, this project will establish a rapid and high-throughput cholesterol efflux assay, further screen about 50 piperine derivatives and study pharmacological activity of the active ones. The project is aimed to explore the mechanism of action of active piperine derivative in vitro and in vivo using molecular biology and pharmacological techniques, such as western-blot, RT-qPCR, siRNA knock down and transfection. In general, results of the project will provide new drug targets for the prevention and treatment of AS and possibility for the discovery of new hypolipidemic drugs.

由动脉粥样硬化（AS）引发的心血管疾病是我国居民的首位死因。普遍认为AS的发生与血脂水平升高有直接关系。研究表明，通过结合ATP盒转运蛋白A1（ABCA1）增加胆固醇流出是降低血脂水平以及抑制AS发生发展的有效途径。申请人前期研究发现，胡椒碱具有增加胆固醇流出并上调ABCA1的降血脂作用，但活性不理想（EC50约37 μM），进一步研究发现，胡椒碱衍生物P3089（EC50约1 μM）的降血脂作用明显优于胡椒碱，并显著性上调ABCA1蛋白。基于此，本项目拟建立胆固醇流出快速高通量测定模型，进一步将经过结构修饰的约50个胡椒碱衍生物进行筛选和药理学活性评价；采用wester-blot、RT-qPCR、siRNA敲减、质粒转染等分子生物学和药理学技术手段，从细胞-整体的不同层次，探讨活性胡椒碱衍生物增加胆固醇流出的作用机制，为揭示AS防治的新药靶点以及发现新型降血脂药物提供实验依据。

由动脉粥样硬化（AS）引发的心血管疾病是我国居民的首位死因。普遍认为AS的发生与血脂水平升高有直接关系。目前常用降血脂药物主要通过抑制内源性胆固醇的合成（如HMG-CoA还原酶抑制剂）或增加肝脏胆固醇的消耗（如胆汁酸螯合剂）降低血脂水平，对动脉粥样斑块的直接形成过程作用较小。研究表明，通过结合ATP盒转运蛋白A1（ABCA1）增加胆固醇流出（ChE）可直接抑制动脉粥样斑块的形成，是降低血脂水平以及抑制AS发生发展的有效途径。胡椒碱在细胞水平具有增加ChE并上调ABCA1的降血脂作用，但活性较弱（EC50约37 μM），推测其衍生物具有更高的降血脂潜力。本项目按照预期研究计划进行，首先探讨了胡椒碱在体降血脂作用机制，发现胡椒碱通过上调肝脏中SR-B1和小肠中ABCG8转运体参与胆固醇逆转运（RCT）介导的降血脂作用。其次，本项目完成了对52个胡椒碱衍生物增加胆固醇流出的活性筛选，以EC50 ≤ 1 μM为标准，筛得4个强活性胡椒碱衍生物。对其中活性最优的衍生物PD-1已完成了体外作用机制研究，发现PD-1通过特异性激活RXRα受体上调ABCA1蛋白水平从而增加胆固醇流出。最后，本项目对PD-1在体降血脂作用机制进行了探讨，发现 PD-1具有显著的在体降血脂作用，可剂量依赖性降低小鼠血清中总胆固醇（TC）, 总甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，并显著性提高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平。本项目从分子-细胞-整体的不同层次，探讨了胡椒碱及其衍生物增加胆固醇流出的分子作用机制，为发现及确证新的降血脂药物及其靶标提供了实验依据。本项目研究成果已发表高水平SCI论文2篇，申请发明专利2项，参加国内国际学术会议3人次。